JP5896877B2

JP5896877B2 - 調光装置

Info

Publication number: JP5896877B2
Application number: JP2012230913A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎木許
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-10-18
Also published as: JP2014079508A

Description

本発明は、例えば、被検体内に導入され、被検体内の画像を撮像する際の照明光の調光を行う調光装置に関するものである。

従来、患者等の被検体の体内に導入されて体内を観察する医用観察装置として、内視鏡が広く普及している。また、近年では、カプセル型の筐体内部に撮像装置やこの撮像装置によって撮像された画像データを無線送信する通信装置等を備えた飲み込み型の内視鏡（カプセル型内視鏡）が開発されている。カプセル型内視鏡は、体内の観察のために被検体の口から飲み込まれた後、被検体から自然排出されるまでの間、たとえば食道、胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動にしたがって移動し、順次撮像する機能を有する。

体内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により体外に送信され、体外の受信装置の内部もしくは外部に設けられたメモリに蓄積される。医師もしくは看護師においては、メモリに蓄積された画像データを情報処理装置に取り込んで、この情報処理装置のディスプレイに表示させた画像に基づいて診断を行うことができる。

ところで、カプセル型内視鏡には、生体内を撮像するための撮像装置としてのＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子のほか、撮像装置による撮像領域を照明するＬＥＤ等の照明部や、集光レンズ等の光学系が設けられている。固体撮像素子は、撮像領域から、各画素に入射する光を受光し、受光した光の輝度値を出力する。従来のカプセル型内視鏡では、固体撮像素子の各画素が受光した光の輝度値の平均値である測光値に基づいて、ＬＥＤ等の発光時間や発光強度を調整している。

ここで、図１０に示すように、撮像画像Ｐ（撮像領域）において、設定された画素の出力輝度値の上限（上限値）よりも大きな明るさの光（出力輝度値）を発するハレーション領域Ｈが存在する場合がある。固体撮像素子の各画素では、上限値よりも明るい光を受光した場合、その上限値を輝度値として出力する。すなわち、各画素において上限値を超えた光を受光し続けた場合、画素からは輝度値として、実際に受光した値よりも小さい値である上限値が出力されることとなる。以下において、上限値以上の明るさの光を受光した画素を飽和画素と呼ぶ。

図１１（ａ）は、従来の固体撮像素子によって得られる光量と測光値との関係の一例を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、光量と飽和画素数との関係を示すグラフである。なお、光量Ｑ_１は、測光値算出にかかる対象画素のうち、全画素が飽和画素となる光量であり、飽和画素数Ｍａｘは、測光値を算出する対象の画素全てが飽和画素となった場合を示している。図１１（ａ），図１１（ｂ）に示すように、固体撮像素子に照射する光量が上昇して飽和画素が発生すると（図１１（ｂ）参照）、固体撮像素子の出力から算出される測光値は、光量から算出される理想的な（輝度値の上限がない場合の）出力光量直線Ｌ_０の各測光値と比して、小さい値として出力される（図１１（ａ））。また、照射する光量が増大するに従って飽和画素の数が増加し、実際の光量に対して得られる測光値出力曲線Ｌ_１と、出力光量直線Ｌ_０との差も大きくなる。全ての画素が飽和画素となった場合、測光値は、画素間の受光した光の明るさによらず、一定の値（全画素数×上限値）として出力される。

このように、照明の調整を行うために用いる測光値は、飽和画素の発生によって実際の光量から算出されるべき値よりも小さい値となるため、以降に撮像する際のＬＥＤ等の発光時間や発光強度が実際の光量に対応しない場合があった。これにより、例えば発光強度の調整において、本来低減するべき低減率よりも小さい低減率で発光強度を低減することとなり、撮像画像Ｐ中のハレーション領域Ｈが、以降の撮像においても存在したままとなってしまう。

上述した問題に対し、飽和画素の存在の有無を判断し、飽和画素が存在する場合に、測光値に対して補正値を加算、または補正係数を乗算することによって、出力光量直線Ｌ_０と測光値出力曲線Ｌ_１との差を補正する技術が開示されている（たとえば、特許文献１，２参照）。

特開２００２−０８５３４５号公報特開２００６−０６０５０４号公報

しかしながら、特許文献１，２が開示する技術は、測光値に対して補正値を加算、または補正係数を乗算するものであるため、上限値に達していない正常な輝度値に対しても所定の補正値が加算、または補正係数が乗算されたこととなる。すなわち、測光値算出前の飽和画素ではない画素から出力され、補正を要さない輝度値も補正されることとなる。これにより、飽和画素が出力する輝度値を適切に補正して得られる測光値とはならず、その結果、適切な照明の調整を行うことができない場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、適切な照明の調整を行うことが可能な調光装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる調光装置は、光を受光して電気信号に光電変換する複数の画素を有する撮像部と、被写体に照明光を出射する照明部と、前記電気信号に基づいて前記複数の画素から出力される複数の出力値のうち、設定された上限値に達した出力値を出力する飽和画素の出力値を補正する補正部と、前記補正部が補正した補正出力値、および前記飽和画素以外の画素が出力する出力値をもとに、該補正出力値および該出力値の平均値である測光値を算出する演算部と、前記演算部が算出した前記測光値をもとに、前記照明部の動作を制御する調光部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる調光装置は、上記の発明において、前記補正部は、前記飽和画素の数に応じた補正処理を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる調光装置は、上記の発明において、前記補正部は、前記出力値に対して補正値を加算することによって前記補正出力値を算出することを特徴とする。

また、本発明にかかる調光装置は、上記の発明において、前記補正部は、前記出力値に対して補正係数を乗算することによって前記補正出力値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、補正部が、撮像部によって撮像された画像信号に基づく輝度値に応じて補正処理を施し、演算部によって算出された補正輝度値を含む各輝度値の平均値（測光値）をもとに、調光部が照明部を制御するようにしたので、適切な照明の調整を行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの一構成例を示す模式図である。図２は、図１に示すカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。図３は、図１に示すカプセル型内視鏡の一構成例を模式的に示すブロック図である。図４は、図２に示すカプセル型内視鏡の要部の構成を示す模式図である。図５は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムにおける光量と測光値との関係を示すグラフ（ａ）、および光量と飽和画素数との関係を示すグラフ（ｂ）である。図６は、本発明の実施の形態２にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を模式的に示すブロック図である。図７は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムにおける飽和画素数と補正値との関係を示すグラフである。図８は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムにおける光量と測光値との関係を示すグラフである。図９は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる内視鏡システムにおける飽和画素数と補正係数との関係を示すグラフである。図１０は、固体撮像素子の撮像領域を模式的に示す図である。図１１は、従来の固体撮像素子によって得られる光量と測光値との関係を示すグラフ（ａ）、および光量と飽和画素数との関係を示すグラフ（ｂ）である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる調光装置としてのカプセル型内視鏡を用いた内視鏡システムの一構成例を示す模式図である。図１に示すように、この実施の形態における内視鏡システムは、被検体１の体内画像群を撮像するカプセル型内視鏡２と、カプセル型内視鏡２によって無線送信された画像信号を受信する受信装置３と、カプセル型内視鏡２によって撮像された体内画像群を表示するワークステーション４と、受信装置３とワークステーション４との間におけるデータの受け渡しを行うための可搬型の記録媒体５とを備える。

カプセル型内視鏡２は、カプセル型の筐体内部に照明、撮像部および無線通信部を備える。カプセル型内視鏡２は、経口摂取等によって被検体１の臓器内部に導入され、その後、蠕動運動等によって被検体１の臓器内部を移動しつつ、所定の間隔（例えば０．５秒間隔）で被検体１の体内画像を順次撮像する。カプセル型内視鏡２は、臓器内部において被写体に白色光等の照明光を照射し、この照明光によって照明された被写体の画像、すなわち被検体１の体内画像を撮像する。カプセル型内視鏡２は、このように撮像した被検体１の体内画像の画像信号に撮像時刻などを対応付けて、外部の受信装置３に無線送信する。カプセル型内視鏡２は、被検体１の臓器内部に導入されてから被検体１の外部に排出されるまでの期間、体内画像の撮像動作および無線送信動作を順次繰り返す。

受信装置３は、例えば被検体１の体表上に分散配置される複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈを備え、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈのうちの少なくとも一つを介して被検体１内部のカプセル型内視鏡２からの無線信号を受信する。受信装置３は、受信した無線信号から画像信号を抽出し、この抽出した画像信号に含まれる体内画像の画像データを取得する。受信装置３は、カプセル型内視鏡２から１フレーム分の体内画像を取得すると、予め挿着された記録媒体５に画像を順次保存する。また、受信装置３は、各画像に、体内画像の撮像時刻および露光時間データ等を各々対応付ける。なお、受信装置３の受信アンテナ３ａ〜３ｈは、図１に示したように被検体１の体表上に配置してもよいし、被検体１に着用させるジャケットに配置されてもよい。また、受信装置３の受信アンテナ数は、１以上であればよく、特に８つに限定されない。

ワークステーション４は、記録媒体５を介して被検体１の体内画像群等の各種データを取り込み、取り込んだ体内画像群等の各種データを表示する。ワークステーション４は、受信装置３から取り外された記録媒体５を挿着され、この記録媒体５の保存データを取り込むことによって、被検体１の体内画像の画像データ等の各種データを取得する。ワークステーション４は、取得した体内画像をディスプレイに表示する。

記録媒体５は、上述した受信装置３とワークステーション４との間におけるデータの受け渡しを行うための可搬型の記録メディアである。記録媒体５は、受信装置３およびワークステーション４に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時にデータの出力および記録が可能な構造を有する。記録媒体５は、受信装置３に挿着された場合、受信装置３によって画像処理された体内画像群および各画像の時間データ等を記録する。一方、受信装置３から取り外された記録媒体５がワークステーション４に挿着された場合、この記録媒体５の保存データ（体内画像群等）は、ワークステーション４に取り込まれる。

次に、図１に示すカプセル型内視鏡２の構造について詳細に説明する。図２は、図１に示すカプセル型内視鏡２の一構成例を示す模式図である。図３は、図１に示すカプセル型内視鏡２の一構成例を模式的に示すブロック図である。

カプセル型内視鏡２は、図２に示すように、ケース２０に各構成要素を液密に内包している。ケース２０は、被検体の臓器内部に導入可能な大きさに形成された外装ケースであり、筒状の一端が封止された筐体（筒状筐体）２０ａの開口端をドーム形状筐体２０ｂによって塞ぐことによって実現される。筒状筐体２０ａは、可視光に対して略不透明な有色の筐体である。また、ドーム形状筐体２０ｂは、可視光等の所定波長帯域の光に対して透明なドーム形状の光学部材である。

図３に示すように、カプセル型内視鏡２は、制御部２１、発光部２２（照明部）、撮像部２３、画像信号処理部２４、無線送信部２５、カプセル型内視鏡２の各構成部に対して駆動電力を供給する電源回路２６および電池２７を有する。

制御部２１は、カプセル型内視鏡２の各構成部位の駆動を制御し各構成部位における信号の入出力制御を行う。制御部２１は、画像信号処理部２４から出力された画像信号（電気信号）をもとに、各画素において、飽和画素が存在するかを判断し、飽和画素がある場合に該当飽和画素の輝度値（出力値）を補正して、補正測光値として出力する補正部２１ａと、補正部２１ａによって補正された補正輝度値と、飽和画素以外の画素が出力する輝度値とをもとに、補正輝度値および輝度値の平均値である測光値（平均輝度値）を演算する演算部２１ｂと、演算部２１ｂによって演算された測光値をもとに、発光部２２に発光させる発光強度や発光時間を調整する調光部２１ｃと、各部を制御するために用いられるプラグラムやパラメータ、補正データなどのデータを記憶するメモリ２１ｄと、を有する。

発光部２２は、撮像部２３の撮像領域を含む領域を照射する照明光を発するＬＥＤ２２ａと、調光部２１ｃによる制御のもと、ＬＥＤ２２ａの駆動状態を制御するＬＥＤ駆動回路２２ｂとを有する。なお、発光部２２の発光素子には、ＬＥＤ２２ａに限らず、種々の発光素子を用いることができる。また、ＬＥＤ２２ａは、照明光を発する側の端部がドーム形状筐体２０ｂを向いている。

撮像部２３は、撮像領域からの反射光を結像するレンズ等の光学系（図示しない）と、たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素がマトリックス状に配置されたＣＣＤアレイ２３ａと、ＣＣＤアレイ２３ａの駆動状態を制御するＣＣＤ駆動回路２３ｂとを有し、ＬＥＤ２２ａによって照射された領域の少なくとも一部を撮像する。ＣＣＤアレイ２３ａの各画素は、撮像視野の光束を受光し、光電変換することで、受光値に応じた出力レベルで画像信号を出力する。なお、ＣＣＤアレイ２３ａは、反射光を受光する側の面がドーム形状筐体２０ｂを向いている。

画像信号処理部２４は、撮像部２３から出力されたアナログの画像信号に所定の信号処理を施してデジタルの画像信号を無線送信部２５に出力する。画像信号処理部２４は、撮像部２３から出力されたアナログの画像信号に色バランス調整やガンマ補正等のアナログ信号処理を行う処理回路（図示しない）と、このアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部２４ａと、変換されたデジタルの画像信号を増幅する増幅部２４ｂと、増幅部２４ｂから出力されたデジタル信号を所定ビット数のデジタルデータに変調した後にパラレルデータからシリアルデータに変換するＰ／Ｓ変換部２４ｃと、シリアルデータに変換された画像データに対して水平同期信号および垂直同期信号を合成する同期信号合成部２４ｄと、を備える。さらに、画像信号処理部２４は、撮像部２３から出力された画像信号における輝度値を測定して測定結果を制御部２１に出力する測定部２４ｅを有する。測定部２４ｅは、増幅部２４ｂから出力された画像信号をもとに、この画像信号に対応する画素の輝度値を、ＣＣＤアレイ２３ａの画素ごとに測定する。

無線送信部２５は、画像信号処理部２４から出力された画像信号を無線信号として送信する。無線送信部２５は、画像信号処理部２４から出力された画像信号を含む無線信号を作成して送信する送信回路２５ａと、送信回路２５ａから出力された無線信号を無線電波として外部に出力する送信アンテナ２５ｂと、を有する。

なお、制御部２１、ＬＥＤ駆動回路２２ｂ、ＣＣＤ駆動回路２３ｂ、画像処理部２４および送信回路２５ａは、図２に示す機能実行部２００として１または複数の基板（チップ）に設けられている。

図４は、図２に示すカプセル型内視鏡２の要部（電池２７）の構成を示す模式図であって、図４（ａ）は接点部材２７ｃを模式的に示す正面図であり、図４（ｂ）は第１電池２７ａ、第２電池２７ｂおよび接点部材２７ｃを模式的に示す側面図である。

電池２７は、第１電池２７ａおよび第２電池２７ｂからなる。また、第１電池２７ａおよび第２電池２７ｂは、正極面Ｓ１が湾曲した形状をなし、各電池の両極（正極面Ｓ１および負極面Ｓ２の中心）同士を結ぶ直線が、カプセル型内視鏡２の長手方向の中心軸Ｎに平行となるように向きを揃えてケース２０内部に配設されている。

また、第１電池２７ａと第２電池２７ｂとの間には、導電性の接点部材２７ｃが設けられている。この接点部材２７ｃによって、第１電池２７ａと第２電池２７ｂとの間の電気的な導通を実現している。

接点部材２７ｃは、略円板状をなす本体部２７１と、本体部２７１の一方の主面に設けられ、第１電池２７ａの正極面Ｓ１と接触する複数（本実施の形態１では、三つ）の第１接触部２７２と、本体部２７１の他方の主面に設けられ、第１電池２７ｂの負極面Ｓ２と接触する第２接触部２７３と、を有する。

第１接触部２７２は、本体部２７１の主面から半球状または円錐状に突出してなり、頂点において第１電池２７ａの正極面Ｓ１と点接触する。三つの第１接触部２７２は、本体部２７１の中心（または重心）Ｄを中心とする円Ｃ上にそれぞれ設けられている。ここで、第１電池２７ａにおける正極面Ｓ１の湾曲形状に対する接触状態の安定化のため、三つの第１接触部２７２は、中心Ｄに対して互いに回転対称となる位置に、等間隔で設けられることが好ましい。また、本体部２７１は、カプセル型内視鏡２の中心軸Ｎが中心Ｄを通過する位置に設けられることが好ましい。

第２接触部２７３は、本体部２７１の主面から半球状または円錐状に突出してなり、頂点において第２電池２７ｂの負極面Ｓ２と点接触する。第２接触部２７３は、本体部２７１の主面における中央部に設けられ、本体部２７１の中心（または重心）Ｄを通過する軸を中心軸とする半球状または円錐状をなす。

上述した接点部材２７ｃによれば、カプセル型内視鏡２の動作に伴い第１電池２７ａおよび第２電池２７ｂの正極面Ｓ１が変形した場合であっても、三つの第１接触部２７２によって湾曲形状をなす正極面Ｓ１と点接触した状態を維持することで、第１電池２７ａと接点部材２７ｃとの間における安定した接触状態を維持することができる。

また、第１電池２７ａと機能実行部２００との間は、機能実行部２００に固定された押圧部材２８に第１電池２７ａの負極が接触することによって電気的導通が確保されている。押圧部材２８は、例えば導電性を有する板ばねによって実現される。

このカプセル型内視鏡２では、１枚の画像を取得するために設定されたフレーム期間において、画像取得のための本露光処理の前に事前露光処理を行ない、複数の画素の一部の画素の事前露光に対する出力結果を用いて、当該フレーム期間で取得する画像の明るさパラメータ（ＬＥＤ２２ａの発光強度や発光時間など）を設定することによって、観察に適した明るさの画像を取得できるようにしている。具体的には、実際に１枚の画像取得のために行う本露光処理の前であって同じフレーム期間の中で、発光部２２および撮像部２３に事前露光処理を行わせる。調光部２１ｃは、測定部２４ｅに、撮像部２３から出力された事前露光に対する画像信号に基づいて輝度値を測定させる事前測定処理を行わせる。この場合、測定部２４ｅは、ＣＣＤアレイ２３ａの全画素の画像信号に対して輝度値測定処理を行うのではなく、一部の画素の画像信号に対してのみ輝度値測定処理を行うものであってもよい。また、本露光処理においても同様に、取得した画像信号における輝度値を測定し、次回行う露光処理の明るさパラメータの再設定を行う。

補正部２１ａは、まず測定部２４ｅから出力された各画素の輝度値をもとに、各輝度値が、設定された上限値に達しているか否かを判断する。設定された上限値に達している輝度値を出力した画素（飽和画素）が存在する場合、補正部２１ａは、飽和画素の輝度値に対して、所定値を加算する補正処理を施す。例えば、上限値が２５５である場合、輝度値が２５５である画素を飽和画素とし、この飽和画素の輝度値に対して、十から数十の値を加算する。以降、この補正部２１ａによって得られた輝度値を、補正輝度値と呼ぶ。

演算部２１ｂは、補正部２１ａによって補正された補正輝度値および上限値に達していない輝度値をもとに、これらの輝度値の平均を演算し、得られた平均輝度値を測光値として出力する。得られた測光値は、調光部２１ｃに出力される。

調光部２１ｃは、演算部２１ｂから出力された測光値をもとに、観察に適した明るさの画像を取得できるように、このフレームにおける本露光処理のＬＥＤ２２ａの発光強度や発光時間を設定し、ＬＥＤ駆動回路２２ｂに設定データを出力する。この結果、ＬＥＤ２２ａは、ＬＥＤ駆動回路２２ｂの制御のもと、調光部２１ｂによって設定された発光強度や発光時間で発光する。

なお、実施の形態１においては、本露光処理後にＣＣＤアレイ２３ａによって撮像された画像信号に対し、毎回、輝度値測定処理、補正処理、演算処理および調光処理が行われることが好ましい。測定部２４ｅによる輝度値は、メモリ２１ｄに記憶され、調光処理ごとに更新されてもよいし、フレーム期間ごとに更新されるものであってもよい。

図５（ａ）は、本実施の形態１にかかる内視鏡システム１における光量と測光値との関係の一例を示すグラフであり、図５（ｂ）は、光量と飽和画素数との関係を示すグラフである。補正部２１ａによる補正処理により、図１１（ａ）に示したような従来の測光値出力曲線Ｌ_１に対し、輝度値に上限が設定されていない場合の出力光量直線Ｌ_０に近づけた測光値出力曲線Ｌ_２を得ることができる。なお、光量Ｑ_１は、測光値算出にかかる対象画素のうち、全画素が飽和画素となる光量である。

これにより、出力光量直線Ｌ_０に近い測光値出力曲線Ｌ_２に応じた測光値を用いて調光処理を行うことができる。このため、図１０に示すようなハレーション領域Ｈが存在する場合においても、以降の撮像処理では、調光部２１ｃによってＬＥＤ２２ａの発光強度および／または発光時間が調整されるため、観察に適した明るさで撮像領域を照明することが可能となる。

なお、図５（ａ）のグラフ中において、光量がＱ_１となった時点で全ての画素が飽和画素になる。例えば、上限値が２５５であって、ＬＥＤ２２ａからの光量が光量Ｑ_１となった場合、全ての画素から出力される輝度値が２５５となる。この場合、平均輝度値（測光値）は２５５となり、光量がＱ_１より大きくなっても、以降の測光値は、上限値である２５５となる。

上述した実施の形態１によれば、補正部２１ａが、撮像部２３によって撮像された画像信号に基づく輝度値に応じて個別に補正処理を施し、演算部２１ｂによって算出された補正輝度値を含む各輝度値の平均値（測光値）をもとに、調光部２１ｃが発光部２２を制御するようにしたので、適切な照明の調整を行うことができる。

なお、上述した実施の形態１では、補正部２１ａが対象の輝度値に対して所定値を加算するものとして説明したが、輝度値に対して所定の補正係数を乗算するものであってもよい。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２にかかるカプセル型内視鏡２の一構成例を模式的に示すブロック図である。図７は、本実施の形態２にかかる内視鏡システムにおける飽和画素数と補正値との関係を示すグラフである。図８は、本実施の形態２にかかる内視鏡システムにおける光量と測光値との関係を示すグラフである。以下、図１等で上述した内視鏡システムと同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態１では、補正部２１ａによる輝度値の補正において、一定の値を付与するものとして説明したが、飽和画素の数に応じて加算する補正処理を行う補正部２１ｅを有するものであってもよい。

図７に示すグラフのように、飽和画素の数に応じて、輝度値に加算する補正値が増大する。なお、グラフ中の飽和画素数Ｍａｘは、ＣＣＤアレイ２３ａの画素において、測光値を算出する対象の画素全てが飽和画素となった場合を示す。

図７に示すグラフは、メモリ２１ｆに記憶され、補正部２１ｅは、このグラフを参照して、輝度値の補正処理を行う。補正部２１ｅは、まず測定部２４ｅから出力された各画素の輝度値をもとに、各輝度値が、設定された上限値に達しているか否かを判断する。設定された上限値に達している輝度値を出力した画素（飽和画素）が存在する場合、補正部２１ａは、グラフを参照してメモリ２１ｆから補正値を出力し、該当する輝度値に加算する。その後、演算部２１ｂによって、測光値が出力され、調光部２１ｃがこの測光値をもとに発光部２２の動作を制御する。

図７のような飽和画素に応じた補正値を用いることによって、図８に示すグラフのように、上述した実施の形態１にかかる測光値出力曲線Ｌ_２と比して、出力光量直線Ｌ_０に一段と近い測光値出力曲線Ｌ_３に応じた測光値を用いて調光処理を行うことができる。このため、図１０に示すようなハレーション領域Ｈが存在する場合においても、以降の撮像処理では、調光部２１ｃによってＬＥＤ２２ａの発光強度および／または発光時間が調整されるため、観察に適した明るさで撮像領域を照明することが可能となる。

上述した実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、補正部２１ｅが、撮像部２３によって撮像された画像信号に基づく輝度値に応じて個別に補正処理を施し、演算部２１ｂによって算出された補正輝度値を含む各輝度値の平均値（測光値）をもとに、調光部２１ｃが発光部２２を制御するようにしたので、適切な照明の調整を行うことができる。

ここで、実施の形態２によれば、飽和画素の数に応じて、加算する補正値を変化させるようにしたので、上述した実施の形態１と比して、出力光量直線Ｌ_０に一段と近い測光値出力曲線Ｌ_３に応じた測光値を用いて発光部２２の制御を行うことができる。

図９は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる内視鏡システムにおける飽和画素数と補正係数との関係を示すグラフである。上述した実施の形態２では、補正部２１ｅが、輝度値に対して補正値を加算するものとして説明したが、輝度値に対して補正係数を乗算するものであってもよい。

図９に示すグラフのように、飽和画素が０の場合、補正係数は１であり、飽和画素が発生し、その数が増大するに従って補正係数も大きくなる（補正係数＞１）。これにより、上述した実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した実施の形態１，２において、メモリ２１ｄ，２１ｆがテーブルや関数を記憶し、調光部２１ｃがこのテーブルや関数を参照して補正値または補正係数を求め、発光部２２の制御を行うようにしてもよい。

また、制御部２１において、演算部２１ｂが測定値（平均輝度値）を算出した後、補正値を加算、または補正係数を乗算してもよい。この場合、補正値および補正係数は、補正対象が平均値であることを考慮して設定されることが好ましい。

また、上述した実施の形態１，２では、調光装置が、内視鏡システムのカプセル型内視鏡であるものとして説明したが、照射対象に対してその都度照明の発光強度や発光時間の設定変更などを行うものであれば適用可能である。

以上のように、本発明にかかる調光装置は、適切な照明の調整を行うのに有用である。

１被検体
２カプセル型内視鏡（調光装置）
３ａ〜３ｈ受信アンテナ
３受信装置
４ワークステーション
５記録媒体
２０ケース
２０ａ筐体（筒状筐体）
２０ｂドーム形状筐体
２１制御部
２１ａ，２１ｅ補正部
２１ｂ演算部
２１ｃ調光部
２１ｄ，２１ｆメモリ
２２発光部（照明部）
２２ａＬＥＤ
２２ｂＬＥＤ駆動回路
２３撮像部
２３ａＣＣＤアレイ
２３ｂＣＣＤ駆動回路
２４画像信号処理部
２４ａＡ／Ｄ変換部
２４ｂ増幅部
２４ｃＰ／Ｓ変換部
２４ｄ同期信号合成部
２４ｅ測定部
２５無線送信部
２５ａ送信回路
２５ｂ送信アンテナ
２６電源回路
２７電池
２７ａ第１電池
２７ｂ第２電池
２７ｃ接点部材
２８押圧部材
２００機能実行部
２７１本体部
２７２第１接触部
２７３第２接触部

Claims

光を受光して電気信号に光電変換する複数の画素を有する撮像部と、
前記撮像部の撮像領域を含む領域を照明する照明光を出射する照明部と、
前記電気信号に基づいて前記複数の画素から出力される複数の出力値のうち、設定された上限値に達した出力値を出力する飽和画素の出力値を増大させることによって当該出力値の補正を行う補正部と、
前記補正部が補正した補正出力値、および前記飽和画素以外の画素が出力する出力値をもとに、該補正出力値および該出力値の平均値である測光値を算出する演算部と、
前記演算部が算出した前記測光値をもとに、前記照明部の動作を制御する調光部と、
を備えたことを特徴とする調光装置。
前記補正部は、前記飽和画素の数に応じた補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
前記補正部は、前記出力値に対して補正値を加算することによって前記補正出力値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の調光装置。
前記補正部は、前記出力値に対して補正係数を乗算することによって前記補正出力値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の調光装置。